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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/30 20060101AFI20241106BHJP
   G09F 9/35 20060101ALI20241106BHJP
   G09G 3/3233 20160101ALI20241106BHJP
   G09G 3/20 20060101ALI20241106BHJP
   H01L 29/786 20060101ALI20241106BHJP
   H01L 21/336 20060101ALI20241106BHJP
   H01L 21/8234 20060101ALI20241106BHJP
   H01L 27/088 20060101ALI20241106BHJP
   H10K 59/35 20230101ALI20241106BHJP
   H10K 59/123 20230101ALI20241106BHJP
   H10K 59/131 20230101ALI20241106BHJP
   H05B 33/14 20060101ALI20241106BHJP
   H10K 59/124 20230101ALI20241106BHJP
   G02F 1/1368 20060101ALN20241106BHJP
【FI】
G09F9/30 338
G09F9/30 365
G09F9/35
G09G3/3233
G09G3/20 624B
G09G3/20 680F
H01L29/78 617N
H01L29/78 616V
H01L29/78 612Z
H01L27/088 C
H01L27/088 331E
H10K59/35
H10K59/123
H10K59/131
H05B33/14 Z
H10K59/124
G02F1/1368
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2023217744
(22)【出願日】2023-12-25
(62)【分割の表示】P 2022137429の分割
【原出願日】2017-08-22
(65)【公開番号】P2024050542
(43)【公開日】2024-04-10
【審査請求日】2024-01-23
(31)【優先権主張番号】P 2016162391
(32)【優先日】2016-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】豊高 耕平
(72)【発明者】
【氏名】三宅 博之
【審査官】中村 直行
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-077814(JP,A)
【文献】特開2011-176152(JP,A)
【文献】特開2011-023695(JP,A)
【文献】特開2012-019206(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0243723(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2016/0064421(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第104538401(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第104538406(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09F 9/00 - 9/46
G09G 3/00 - 5/42
H01L 29/786
H01L 21/336
H01L 21/8234
H01L 27/088
H05B 44/00
H05B 45/60
H05B 33/00 - 33/28
H10K 50/00 - 99/00
G02F 1/1368
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のトランジスタと、デュアルゲート型の第2のトランジスタと、データ信号が与えられる配線と、発光素子と、を有する画素を有し、
前記第1のトランジスタは、前記第2のトランジスタへ前記データ信号を書き込む機能を有し、
前記第2のトランジスタは、前記データ信号に応じて、前記発光素子を駆動する機能を有し、
前記データ信号が与えられる配線と、前記第2のトランジスタの下側のゲート電極とは、同じ絶縁膜上に配置されており、
前記データ信号が与えられる配線は、前記画素の縦方向に配置されており、
前記下側のゲート電極は、島状に配置されており、
前記第1のトランジスタは、第1の酸化物半導体膜を有し、
前記第2のトランジスタは、第2の酸化物半導体膜を有する、発光装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインに電位を供給する導電膜を有し、
前記導電膜は、前記画素の縦方向に配置されている発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様は、表示装置およびその作製方法に関する。
【0002】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション
・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置
、それらの駆動方法、または、それらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【0003】
バックライトとして面発光を行う光源を用い、透過型の液晶表示装置を組み合わせるこ
とで、消費電力の低減と表示品質の低下の抑制を両立する液晶表示装置が知られている(
特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2011-248351号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、高精細、高輝度の表示装置が求められている。しかし、画素サイズの微細化に伴い
、1画素に占めるトランジスタ及び配線の形成面積が大きくなることで、画素開口率が低
下し、1画素から得られる光度が低下する。
【0006】
上記に鑑み、本発明の一態様は、輝度の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
または、本発明の一態様は、ホワイトバランスの優れた表示装置を提供することを課題の
一とする。または、本発明の一態様は、精細度の高い表示装置を提供することを課題の一
とする。または、本発明の一態様は、利便性に優れた表示装置を提供することを課題の一
とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
【0007】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、第1の表示素子と、第1の表示素子より輝度が低い第2の表示素子と
、第1の表示素子に電気的に接続される第1のトランジスタと、第2の表示素子に電気的
に接続される第2のトランジスタとを有する表示装置である。第1のトランジスタ及び第
2のトランジスタはそれぞれ、半導体膜を間に有する第1のゲート電極及び第2のゲート
電極を有する。第1のトランジスタの第1のゲート電極は、ソース電極またはドレイン電
極と共に、第1の表示素子に電気的に接続される。また、第2のトランジスタの第1のゲ
ート電極及び第2のゲート電極が電気的に接続される。第1のトランジスタの第1のゲー
ト電極と、ソース電極またはドレイン電極とが第1の表示素子に電気的に接続されること
で、第1のトランジスタのしきい値を制御できる効果を有すると共に、第2のトランジス
タの第1のゲート電極及び第2のゲート電極が電気的に接続されることで、第2の表示素
子に流れる電流を増大させることが可能であり、第2の表示素子の輝度を第1の表示素子
より高めることが可能である。この結果、第1の表示素子及び第2の表示素子を有する表
示装置の輝度を高くすることができ、またホワイトバランスを向上することができる。
【0009】
本発明の一態様は、第1の表示素子と、第2の表示素子と、第1のトランジスタと、第2
のトランジスタと、を有し、第1の表示素子は、第1の発光層を有し、第1の表示素子は
、第1のトランジスタと電気的に接続され、第1のトランジスタは、第1の半導体膜と、
第1の半導体膜を介して対向に配置される第1のゲート電極及び第2のゲート電極と、第
1の半導体膜上に接する第1のソース電極及び第1のドレイン電極と、を有し、第2のゲ
ート電極は、第1のソース電極又は第1のドレイン電極と電気的に接続され、第2の表示
素子は、第2の発光層を有し、第2の表示素子は、第2のトランジスタと電気的に接続さ
れ、第2のトランジスタは、第2の半導体膜と、第2の半導体膜を介して対向に配置され
る第3のゲート電極及び第4のゲート電極と、を有し、第4のゲート電極は、第3のゲー
ト電極と電気的に接続される表示装置である。
【0010】
また、本発明の一態様は、第1の表示素子と、第2の表示素子と、第1のトランジスタと
、第2のトランジスタと、を有し、第1の表示素子は、第1の発光層を有し、第1のトラ
ンジスタは、第1の半導体膜と、第1の半導体膜を介して対向に配置される第1のゲート
電極及び第2のゲート電極と、第1の半導体膜上に接する第1のソース電極及び第1のド
レイン電極と、を有し、第1のソース電極及び第1のドレイン電極の一方は、第2のゲー
ト電極と電気的に接続され、第1のソース電極及び第1のドレイン電極の一方は、第1の
表示素子と電気的に接続され、第2の表示素子は、第2の発光層を有し、第2のトランジ
スタは、第2の半導体膜と、第2の半導体膜を介して対向に配置される第3のゲート電極
及び第4のゲート電極と、第2の半導体膜上に接する第2のソース電極及び第2のドレイ
ン電極と、を有し、第4のゲート電極は、第3のゲート電極と電気的に接続され、第2の
ソース電極及び第2のドレイン電極の一方は、第2の表示素子と電気的に接続される表示
装置である。
【0011】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置において第1の発光層は、赤色、緑色又は白色
のいずれか一の光を発し、第2の発光層は、青色の光を発すると好ましい。
【0012】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置においてさらに第3の表示素子を有し、第3の
表示素子は、液晶層を有すると好ましい。
【0013】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置において第1の発光層又は第2の発光層のいず
れか一つは、液晶層側に向けて光を発する機能を有すると好ましい。
【0014】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置において第1のトランジスタ及び第2のトラン
ジスタのいずれか一つは、半導体膜に金属酸化物を有すると好ましい。
【0015】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置と、タッチセンサと、を有する表示モジュール
である。
【0016】
また、本発明の一態様は、前述の表示装置、又は前述の表示モジュールと、操作キーまた
はバッテリと、を有する電子機器である。
【発明の効果】
【0017】
本発明の一態様により、輝度の高い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様に
より、ホワイトバランスの優れた表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により
、精細度の高い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、利便性に優れた
表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
【0018】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】画素を説明する回路図及びレイアウトを示す上面図。
図2】表示装置を説明するブロック図。
図3】表示素子の表示領域を説明する模式図。
図4】表示装置が有する画素の構造を説明する上面図。
図5】表示装置が有する画素の構造を説明する断面図。
図6】表示装置が有する画素の構造を説明する断面図。
図7】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図8】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図9】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図10】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図11】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図12】表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図。
図13】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図14】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図15】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図16】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図17】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図18】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図19】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図20】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図21】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図22】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図23】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図24】表示装置が有する画素の作製方法を説明する断面図。
図25】タッチパネルの一例を示す斜視図。
図26】タッチセンサの一例を示す断面図。
図27】タッチパネルの一例を示す断面図。
図28】タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。
図29】表示モジュールを説明する図。
図30】電子機器を説明する図。
図31】表示装置を説明する斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの
異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形
態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明
は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0021】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている
場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を
模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
【0022】
また、本明細書にて用いる「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の
混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【0023】
また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位
置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関
係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明し
た語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【0024】
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含
む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイ
ン領域またはドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域またはソース電極)の間
にチャネル形成領域を有しており、チャネル形成領域を介して、ソースとドレインとの間
に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル形成領域と
は、電流が主として流れる領域をいう。
【0025】
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路
動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明
細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとす
る。
【0026】
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するも
の」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するも
の」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない
。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジス
タなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有
する素子などが含まれる。
【0027】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
【0028】
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置及び当該表示装置の作製方法について、
図1乃至図24を用いて説明を行う。
【0029】
<1-1.表示装置の構成>
まず、表示装置の構成について、図2を用いて説明する。図2に示す表示装置500は
、画素部502と、画素部502の外側に配置されるゲートドライバ回路部504a、5
04bと、画素部502の外側に配置されるソースドライバ回路部506と、を有する。
【0030】
[画素部]
画素部502は、X行(Xは2以上の自然数)、Y列(Yは2以上の自然数)に配置さ
れる画素10(1,1)乃至画素10(X,Y)を有する。また、画素10(1,1)乃
至画素10(X,Y)は、第1の表示素子乃至第3の表示素子を有し、第1の表示素子及
び第2の表示素子は、第3の当該表示素子とは異なる機能を有する。第1の表示素子及び
第2の表示素子は、光を発する機能を有し、第3の表示素子は、入射する光を反射する機
能を有する。なお、第3の表示素子を設けず、第1の表示素子及び第2の表示素子のみの
構成としてもよい。第1の表示素子乃至第3の表示素子の詳細については、後述する。
【0031】
[ゲートドライバ回路部]
ゲートドライバ回路部504a、504b及びソースドライバ回路部506の一部また
は全部は、画素部502と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部
品数や端子数を減らすことが出来る。ゲートドライバ回路部504a、504b及びソー
スドライバ回路部506の一部または全部が画素部502と同一基板上に形成されない場
合には、COG(Chip On Glass)またはTAB(Tape Automa
ted Bonding)によって、別途用意された駆動回路基板(例えば、単結晶半導
体膜または多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を、表示装置500に形成しても
よい。
【0032】
また、ゲートドライバ回路部504a、504bは、画素10(1,1)乃至画素10
(X,Y)を選択する信号(走査信号)を出力する機能を有し、ソースドライバ回路部5
06は、画素10(1,1)乃至画素10(X,Y)が有する表示素子を駆動するための
信号(データ信号)を供給する機能を有する。
【0033】
また、ゲートドライバ回路部504aは、走査信号が与えられる配線(以下、走査線G
L_L[m]、走査線GL_L[m+1]、及び走査線GL_L[X])の電位を制御す
る機能、または初期化信号を供給する機能を有する。また、ゲートドライバ回路部504
bは、走査信号が与えられる配線(以下、走査線GL_E1[m]、走査線GL_E1[
m+1]、走査線GL_E2[m]、走査線GL_E2[m+1]、走査線GL_E1[
X]、及び走査線GL_E2[X])の電位を制御する機能、または初期化信号を供給す
る機能を有する。なお、上記において、mはX以下の自然数を表す。
【0034】
ただし、ゲートドライバ回路部504a、504bは、上記の機能に限定されず、別の
信号を制御または供給する機能を有していてもよい。
【0035】
なお、図2においては、ゲートドライバ回路部として、ゲートドライバ回路部504a
と、ゲートドライバ回路部504bと、2つ設ける構成について例示したが、これに限定
されず、1つのゲートドライバ回路部、または3つ以上のゲートドライバ回路部を設ける
構成としてもよい。
【0036】
[ソースドライバ回路部]
ソースドライバ回路部506は、画像信号を元に画素10(1,1)乃至画素10(X
,Y)に書き込むデータ信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線(信号線SL
_L[n]、信号線SL_L[n+1]、信号線SL_L[Y]、信号線SL_E1[n
]、信号線SL_E1[n+1]、信号線SL_E1[Y]、信号線SL_E2[n]、
信号線SL_E2[n+1]、及び信号線SL_E2[Y])の電位を制御する機能、ま
たは初期化信号を供給する機能を有する。なお、上記において、nはY以下の自然数を表
す。
【0037】
ただし、ソースドライバ回路部506は、上記の機能に限定されず、別の信号を生成、
制御または供給する機能を有していてもよい。
【0038】
また、ソースドライバ回路部506は、複数のアナログスイッチなどを用いて構成され
る。ソースドライバ回路部506は、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすること
により、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。
【0039】
なお、図2においては、ソースドライバ回路部506を1つ設ける構成について例示し
たが、これに限定されず、表示装置500には、複数のソースドライバ回路部を設けても
よい。例えば、2つのソースドライバ回路部を設け、一方のソースドライバ回路部により
信号線SL_L[n]、信号線SL_L[n+1]、及び信号線SL_L[Y]を制御し
、他方のソースドライバ回路部により信号線SL_E1[n]、信号線SL_E1[n+
1]、信号線SL_E1[Y]、信号線SL_E2[n]、信号線SL_E2[n+1]
、及び信号線SL_E2[Y]を制御してもよい。
【0040】
[画素]
また、画素10(1,1)乃至画素10(X,Y)は、走査線GL_L[m]、走査線
GL_L[m+1]、走査線GL_L[X]、走査線GL_E1[m]、走査線GL_E
1[m+1]、走査線GL_E1[X]、走査線GL_E2[m]、走査線GL_E2[
m+1]、及び走査線GL_E2[X]の一つを介してパルス信号が入力され、信号線S
L_L[n]、信号線SL_L[n+1]、信号線SL_L[Y]、信号線SL_E1[
n]、信号線SL_E1[n+1]、信号線SL_E1[Y]、信号線SL_E2[n]
、信号線SL_E2[n+1]、及び信号線SL_E2[Y]の一つを介してデータ信号
が入力される。
【0041】
例えば、m行n列目の画素10(m,n)は、走査線GL_L[m]を介してゲートド
ライバ回路部504aからパルス信号が入力され、走査線GL_L[m]の電位に応じて
信号線SL_L[n]を介してソースドライバ回路部506からデータ信号が入力される
【0042】
また、m行n列目の画素10(m,n)は、走査線GL_E1[m]及び走査線GL_
E2[m]を介してゲートドライバ回路部504bからパルス信号が入力され、走査線G
L_E1[m]及び走査線GL_E2[m]の電位に応じて信号線SL_E1[n]及び
信号線SL_E2[n]を介してソースドライバ回路部506からデータ信号が入力され
る。
【0043】
また、画素10(m,n)は、先の説明の通り、第1の表示素子乃至第3の表示素子を
有する。走査線GL_L[m]、走査線GL_L[m+1]、及び走査線GL_L[X]
は、第3の表示素子の電位を制御する配線であり、走査線GL_E1[m]、走査線GL
_E1[m+1]、走査線GL_E1[X]、走査線GL_E2[m]、走査線GL_E
2[m+1]、及び走査線GL_E2[X]は、第1の表示素子及び第2の表示素子の電
位を制御する配線である。
【0044】
また、信号線SL_L[n]、SL_L[n+1]、及びSL_L[Y]は、第3の表
示素子の電位を制御する配線であり、信号線SL_E1[n]、SL_E1[n+1]、
SL_E1[Y]、信号線SL_E2[n]、SL_E2[n+1]、及びSL_E2[
Y]は、第1の表示素子及び第2の表示素子の電位を制御する配線である。
【0045】
[外部回路]
表示装置500には、外部回路508が接続される。なお、表示装置500が外部回路
508を有する構成としてもよい。
【0046】
外部回路508は、図2に示すように、アノード電位が与えられる配線ANODEと電
気的に接続されている。
【0047】
<1-2.画素の回路構成>
次に、画素10(m,n)の回路構成について、図1を用いて説明する。
【0048】
図1(A)は、本発明の一態様の表示装置500が有する画素10(m,n)を説明す
る回路図である。
【0049】
画素10(m,n)は、走査線GL_L[m]、走査線GL_E1[m]、走査線GL
_E2[m]、信号線SL_E1[n]、信号線SL_L[n]、及び信号線SL_E2
[n]を有する。また、画素10(m,n)は、トランジスタMA1乃至トランジスタM
A5と、トランジスタMB1乃至トランジスタMB4と、容量素子Cs_Lと、容量素子
Cs_E1乃至容量素子Cs_E8と、表示素子12と、表示素子14と、を有する。な
お、図1(A)において、表示素子14は、表示素子14B、表示素子14G、表示素子
14R、及び表示素子14Wを有する。表示素子14Bは青色の光を発する機能を有し、
表示素子14Gは緑色の光を発する機能を有し、表示素子14Rは赤色の光を発する機能
を有し、表示素子14Wは白色の光を発する機能を有する。
【0050】
また、画素10(m,n)は、表示素子12と電気的に接続される配線TCOMと、容
量素子Cs_L及び容量素子Cs_E1乃至容量素子Cs_E8と電気的に接続される配
線CSCOMと、表示素子14と電気的に接続される配線CATHODEと、トランジス
タMB1乃至トランジスタMB4と電気的に接続される配線ANODEと、を有する。
【0051】
なお、走査線GL_L[m]、信号線SL_L[n]、配線CSCOM、及び配線TC
OMは、それぞれ表示素子12に信号や電力を供給するための配線であり、走査線GL_
E1[m]、走査線GL_E2[m]、信号線SL_E1[n]、信号線SL_E2[n
]、配線ANODE、及び配線CATHODEは、それぞれ表示素子14に信号や電力を
供給するための配線である。
【0052】
画素10(m,n)のレイアウトの上面図を図1(B)に示す。画素10(m,n)はト
ランジスタMA1乃至トランジスタMA5、及びトランジスタMB1乃至トランジスタM
B4を有する。
【0053】
<1-3.第1の表示素子の構成例>
表示素子14W、表示素子14R及び表示素子14Gは、光を発する機能、すなわち発光
する機能を有する。よって、表示素子14W、表示素子14R及び表示素子14Gを、発
光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子14W、表示素子14R及び表示素子
14Gとしては、エレクトロルミネッセンス素子(EL素子ともいう)を用いる構成、ま
たは発光ダイオードを用いる構成等とすればよい。
【0054】
<1-4.第2の表示素子の構成例>
表示素子14Bは、光を発する機能、すなわち発光する機能を有する。よって、表示素子
14Bを、発光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子14Bとしては、エレク
トロルミネッセンス素子(EL素子ともいう)を用いる構成、または発光ダイオードを用
いる構成等とすればよい。
【0055】
<1-5.第3の表示素子の構成例>
表示素子12は、光の反射または光の透過を制御する機能を有する。特に、表示素子1
2を光の反射を制御する、所謂反射型の表示素子とすると好適である。表示素子12を反
射型の表示素子とすることで、外光を用いて表示を行うことが可能となるため、表示装置
の消費電力を抑制することができる。例えば、表示素子12としては、反射膜と液晶素子
と偏光板とを組み合わせた構成、またはマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム(
MEMS)を用いる構成等とすればよい。
【0056】
このように、表示素子12、表示素子14B、表示素子14G、表示素子14R及び表
示素子14Wに異なる機能を有する表示素子を用いる。例えば、表示素子の一つ以上を反
射型の液晶素子とし、その他を透過型のEL素子を用いることで、利便性に優れた表示装
置とすることができる。また、外光が明るい環境下においては、反射型の液晶素子を利用
し、外光が暗い環境下においては、透過型のEL素子を用いることで、消費電力が低く、
表示品位の高い表示装置とすることができる。
【0057】
<1-6.表示素子の駆動方法>
次に、表示素子12及び表示素子14の駆動方法について、図1(A)を用いて説明す
る。なお、以下の説明においては、第1の表示素子として、表示素子14G、表示素子1
4R及び表示素子14Wに発光素子を用いる構成とする。第2の表示素子として、表示素
子14Bに発光素子を用いる構成とする。第3の表示素子として、表示素子12に液晶素
子を用いる構成とする。
【0058】
[第1の表示素子の駆動方法]
図1(A)に示すように、画素10(m,n)において、トランジスタMA1のゲート
電極は、走査線GL_E1[m]に電気的に接続される。また、トランジスタMA1のソ
ース電極及びドレイン電極の一方は、信号線SL_E1[n]に電気的に接続され、他方
はトランジスタMB1のゲート電極、並びに容量素子Cs_E1及び容量素子Cs_E2
の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタMA1は、オン状態とオフ状態とを切
り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【0059】
トランジスタMB1のソース電極及びドレイン電極の一方は、表示素子14Wの一対の
電極の一方に電気的に接続され、トランジスタMB1のソース電極及びドレイン電極の他
方は、配線ANODEに電気的に接続される。また、表示素子14Wの一対の電極の他方
は、配線CATHODEに電気的に接続される。トランジスタMB1は、表示素子14W
に与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【0060】
トランジスタMB1は、半導体膜の上下に、第1のゲート電極及び第2のゲート電極を有
するデュアルゲート型のトランジスタである。本明細書において、第1のゲート電極をフ
ロントゲート電極、第2のゲート電極をバックゲート電極と呼ぶ。トランジスタMB1の
バックゲート電極は、トランジスタMB1のソース電極またはドレイン電極のいずれか一
方に電気的に接続されることで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定すること
ができる。この様な構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御できる。した
がって、トランジスタのオフ電流を低減できる。
【0061】
トランジスタMB1のフロントゲート電極と、配線ANODEとの間には、容量素子C
s_E1が形成される。また、トランジスタMB1のフロントゲート電極と、配線CSC
OMとの間には、容量素子Cs_E2が形成される。当該容量素子は、画素10(m,n
)に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
【0062】
また、図1(A)に示すように、画素10(m,n)において、トランジスタMA2の
ゲート電極は、走査線GL_E1[m]に電気的に接続される。また、トランジスタMA
2のソース電極及びドレイン電極の一方は、信号線SL_E2[n]に電気的に接続され
、他方はトランジスタMB2のゲート電極、並びに容量素子Cs_E3及び容量素子Cs
_E4の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタMA2は、オン状態とオフ状態
とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【0063】
トランジスタMB2のソース電極及びドレイン電極の一方は、表示素子14Rの一対の
電極の一方に電気的に接続され、トランジスタMB2のソース電極及びドレイン電極の他
方は、配線ANODEに電気的に接続される。また、表示素子14Rの一対の電極の他方
は、配線CATHODEに電気的に接続される。トランジスタMB2は、表示素子14R
に与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【0064】
トランジスタMB2は、半導体膜の上下に、フロントゲート電極及びバックゲート電極を
有するデュアルゲート型のトランジスタである。トランジスタMB2のバックゲート電極
は、トランジスタMB2のソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に電気的に接続
されることで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定することができる。
【0065】
トランジスタMB2のフロントゲート電極と、配線ANODEとの間には、容量素子Cs
_E3が形成される。また、トランジスタMB2のフロントゲート電極と、配線CSCO
Mとの間には、容量素子Cs_E4が形成される。当該容量素子は、画素10(m,n)
に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
【0066】
また、図1(A)に示すように、画素10(m,n)において、トランジスタMA3の
ゲート電極は、走査線GL_E2[m]に電気的に接続される。また、トランジスタMA
3のソース電極及びドレイン電極の一方は、信号線SL_E1[n]に電気的に接続され
、他方はトランジスタMB3のゲート電極、並びに容量素子Cs_E5及び容量素子Cs
_E6の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタMA3は、オン状態とオフ状態
とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【0067】
トランジスタMB3のソース電極及びドレイン電極の一方は、表示素子14Gの一対の
電極の一方に電気的に接続され、トランジスタMB3のソース電極及びドレイン電極の他
方は、配線ANODEに電気的に接続される。また、表示素子14Gの一対の電極の他方
は、配線CATHODEに電気的に接続される。トランジスタMB3は、表示素子14G
に与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【0068】
トランジスタMB3は、半導体膜の上下に、フロントゲート電極及びバックゲート電極を
有するデュアルゲート型のトランジスタである。トランジスタMB3のバックゲート電極
は、トランジスタMB3のソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に電気的に接続
されることで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定することができる。
【0069】
トランジスタMB3のフロントゲート電極と、配線ANODEとの間には、容量素子Cs
_E5が形成される。また、トランジスタMB3のフロントゲート電極と、配線CSCO
Mとの間には、容量素子Cs_E6が形成される。当該容量素子は、画素10(m,n)
に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
【0070】
[第2の表示素子の駆動方法]
また、図1(A)に示すように、画素10(m,n)において、トランジスタMA4の
ゲート電極は、走査線GL_E2[m]に電気的に接続される。また、トランジスタMA
4のソース電極及びドレイン電極の一方は、信号線SL_E2[n]に電気的に接続され
、他方はトランジスタMB4のゲート電極、並びに容量素子Cs_E7及び容量素子Cs
_E8の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタMA4は、オン状態とオフ状態
とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【0071】
トランジスタMB4のソース電極及びドレイン電極の一方は、表示素子14Bの一対の
電極の一方に電気的に接続され、トランジスタMB4のソース電極及びドレイン電極の他
方は、配線ANODEに電気的に接続される。また、表示素子14Bの一対の電極の他方
は、配線CATHODEに電気的に接続される。トランジスタMB4は、表示素子14B
に与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【0072】
トランジスタMB4は、半導体膜の上下に、フロントゲート電極及びバックゲート電極を
有するデュアルゲート型のトランジスタである。トランジスタMB4のバックゲート電極
は、トランジスタMB4のフロントゲート電極に電気的に接続することで、トランジスタ
の電流駆動能力を向上させることができる。
【0073】
トランジスタMB4のフロントゲート電極と、配線ANODEとの間には、容量素子Cs
_E7が形成される。また、トランジスタMB4のフロントゲート電極と、配線CSCO
Mとの間には、容量素子Cs_E8が形成される。当該容量素子は、画素10(m,n)
に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
【0074】
例えば、図2に示すゲートドライバ回路部504bにより、各行の画素10(m,1)
乃至画素10(m,Y)を順次選択し、トランジスタMA1乃至MA4をオン状態にして
データ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素10(m,1)乃至画素10
(m,Y)は、トランジスタMA1乃至MA4がオフ状態になることで保持状態になる。
さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタMB1乃至MB4のソース
電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、表示素子14は、流れる電流量に応
じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【0075】
上述したように、第1の表示素子である、白色の光を発する機能を有する表示素子14W
を駆動するトランジスタMB1、第1の表示素子である、赤色の光を発する機能を有する
表示素子14Rを駆動するトランジスタMB2、及び第1の表示素子である、緑色の光を
発する機能を有する表示素子14Gを駆動するトランジスタMB3のフロントゲート電極
は、それぞれソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に電気的に接続される。これ
に対し、第2の表示素子である、青色の光を発する機能を有する表示素子14Bを駆動す
るトランジスタMB4のフロントゲート電極は、バックゲート電極に電気的に接続される
。この様な構成とすることで、トランジスタMB1乃至トランジスタMB3と比較して、
トランジスタMB4は電流駆動能力を向上させられる。白色、赤色、緑色の光を発する第
1の表示素子14W、14R及び14Gに対して、青色の光を発する第2の表示素子14
Bに流れる電流を大きくできる為、表示素子14Bより発せられる青色の光の輝度が高く
なる。従って、表示装置の輝度を高められる。
【0076】
また、駆動トランジスタに流れる電流密度が同じであっても、EL材料によって発光輝度
は異なる場合がある。赤色、緑色及び青色の光の輝度のバランスが悪いと、表示装置のホ
ワイトバランスが悪くなる場合がある。輝度が低い青色のEL材料を表示素子14Bに用
いる場合、電流駆動能力の高いトランジスタMB4を適用することで、表示素子14Bか
ら発せられる青色の光の輝度が高められる。従って、赤色、緑色及び青色の光の輝度のバ
ランスが良くなり、表示装置のホワイトバランスを向上させられる。
【0077】
また、第1の表示素子を駆動するトランジスタである、バックゲート電極がソース電極ま
たはドレイン電極のいずれか一方に電気的に接続するトランジスタと比較して、第2の表
示素子を駆動するトランジスタである、バックゲート電極がフロントゲート電極に電気的
に接続するトランジスタは配線の形成面積が大きくなるため、画素の開口率を低下させる
場合がある。発光素子の輝度を高めたいトランジスタのみ、バックゲート電極がフロント
ゲート電極に電気的に接続する第2の表示素子の構成とすることで、画素の開口率の低下
を抑制しつつ、精細度の高い表示装置を作製できる。
【0078】
このように、本発明の一態様の表示装置においては、輝度が高く、ホワイトバランスが優
れ、かつ精細度の高い表示装置を提供することができる。
【0079】
なお、青色を第2の表示素子とする構成とし、青色の光の輝度を高める構成の例を示した
が、本発明の一態様はこれに限られない。青色以外を第2の表示素子とする構成としても
よい。また、2色以上を第2の表示素子で構成してもよい。
【0080】
[第3の表示素子の駆動方法]
画素10(m,n)において、トランジスタMA5のゲート電極は、走査線GL_L[
m]に電気的に接続される。また、トランジスタMA5のソース電極またはドレイン電極
の一方は信号線SL_L[n]に電気的に接続され、他方は表示素子12の一対の電極の
一方に電気的に接続される。トランジスタMA5は、オン状態とオフ状態とを切り替える
ことにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【0081】
また、表示素子12の一対の電極の他方は、配線TCOMと電気的に接続される。
【0082】
また、容量素子Cs_Lの一対の電極の一方は、トランジスタMA5のソース電極また
はドレイン電極の他方、及び表示素子12の一対の電極の一方に電気的に接続され、容量
素子Cs_Lの一対の電極の他方は、配線CSCOMに電気的に接続される。容量素子C
s_Lは、画素10(m,n)に書き込まれたデータを保持する機能を有する。配線CS
COMは、表示素子12で発生するノイズが、トランジスタMB1乃至トランジスタMB
4のフロントゲート電極又はバックゲート電極の少なくともいずれか一方に伝わるのを抑
制する効果を有する。
【0083】
例えば、図2に示すゲートドライバ回路部504aにより、各行の画素10(m,1)
乃至画素10(m,Y)を順次選択し、トランジスタMA5がオン状態になることで、デ
ータ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素10(m,1)乃至画素10(
m,Y)は、トランジスタMA5がオフ状態になることで保持状態になる。これを行毎に
順次行うことにより、画像を表示できる。
【0084】
また、第3の表示素子を設けず、第1の表示素子及び第2の表示素子のみの構成としても
よい。
【0085】
また、本発明の一態様の表示装置に用いるトランジスタMA1乃至MA5、及びトラン
ジスタMB1乃至MB4は、半導体膜に金属酸化物を有すると好ましい。金属酸化物を有
するトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能となる
。また、金属酸化物を有するトランジスタのオフ電流は、極めて小さい。したがって、表
示装置のリフレッシュレートを下げても、表示装置の輝度の維持が可能となり、消費電力
を抑制することができる。
【0086】
また、表示素子12及び表示素子14の表示方式としては、プログレッシブ方式やイン
ターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要
素としては、上記構成に限定されない。例えば、上記構成に加えて、イエロー、シアン、
マゼンタ等を一色以上追加してもよい。また、色要素のドット毎にその表示領域の大きさ
が異なっていてもよい。ただし、本発明の一態様の表示装置は、カラー表示の表示装置に
限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。
【0087】
なお、表示装置500は、表示素子12又は表示素子14の少なくともいずれか一方を
用いて階調表示を行うことができる。例えば、表示素子12は、所謂反射型の液晶素子の
ため、外光の強度が強い環境下において視認性を向上させることができる。また、表示素
子12を用いて階調表示を行う場合、透過型の液晶表示装置と比べてバックライト等を制
御する必要がないため、低消費電力化を図ることが可能となる。
【0088】
一方で表示素子14は、所謂発光素子のため、外光の強度が弱い環境下において視認性
を向上させることができる。また、表示素子14を用いて階調表示を行う場合、透過型の
液晶表示装置と比べてバックライト等を用いず、画素レベルで発光を制御できるためコン
トラスト等の画質を高めることができる。
【0089】
なお、表示装置500は、表示素子12及び表示素子14を用いて階調表示を行っても
よい。表示素子12及び表示素子14を用いて階調表示を行うことで、表示素子12及び
表示素子14のいずれか一つを用いて階調表示を行う場合に比べ、視認性を向上させるこ
とができる。
【0090】
<1-7.表示素子の表示領域>
次に、表示素子12及び表示素子14の画素10(m,n)における表示領域について
図3を用いて説明する。
【0091】
図3は、画素10(m,n)の表示領域を説明する模式図である。
【0092】
図3に示す、画素10(m,n)の表示領域は、表示素子12の表示領域として機能す
る表示領域12dと、表示素子14Bの表示領域として機能する表示領域14Bdと、表
示素子14Gの表示領域として機能する表示領域14Gdと、表示素子14Rの表示領域
として機能する表示領域14Rdと、表示素子14Wの表示領域として機能する表示領域
14Wdと、を有する。
【0093】
表示領域12dは光を反射する領域を有し、表示領域14Bdは青色の光を透過する領
域を有し、表示領域14Gdは緑色の光を透過する領域を有し、表示領域14Rdは赤色
の光を透過する領域を有し、表示領域14Wdは白色の光を透過する領域を有する。
【0094】
例えば、図3に示す画素10(m,n)の表示領域とすることで、表示領域12dを用
いて、白黒の画像を表示させ、表示領域14Bd、表示領域14Gd、表示領域14Rd
、及び表示領域14Wdを用いてフルカラーの画像を表示させることができる。
【0095】
<1-8.表示装置の構成例>
次に、表示装置500が有する画素10の構造の一例について、図4及び図5を用いて
説明する。
【0096】
なお、図4は、画素10の上面図の一例を表しており、図5は、図4に示す、一点鎖線
A1-A2、A3-A4、A5-A6、A7-A8、A9-A10及びA11-A12の
切断面の断面図に相当する。なお、図4に示す画素10の上面図において、煩雑になるこ
とを避けるため構成要素の一部を省略して示している。また、図4においては、隣接する
画素の表示領域(表示領域14Rd、14Gd、14Bd、14Wdに相当する領域)を
明示してある。なお、画素10の上面図においては、以降の図面も同様である。
【0097】
図4及び図5に示す画素10は、基板80と、基板90との間に表示素子12と、表示
素子14a、表示素子14bと、トランジスタTr1乃至トランジスタTr5と、を有す
る。
【0098】
なお、表示素子14aは、先に示す表示素子14W、表示素子14R及び表示素子14
Gのいずれか一つに相当する。また、表示素子14bは、先に示す表示素子14Bに相当
する。また、トランジスタTr1は、先に示すトランジスタMA5に相当する。また、ト
ランジスタTr2は、先に示すトランジスタMA1乃至トランジスタMA3のいずれか一
つに相当する。また、トランジスタTr3は、先に示すトランジスタMB1乃至トランジ
スタMB3のいずれか一つに相当する。また、トランジスタTr4は、先に示すトランジ
スタMA4に相当する。また、トランジスタTr5は、先に示すトランジスタMB4に相
当する。
【0099】
また、表示素子12は、液晶層96を有し、表示素子14a及び表示素子14bは、そ
れぞれEL層76を有する。また、トランジスタTr1は、表示素子12を選択する機能
を有する。トランジスタTr2は、表示素子14aを選択する機能を有し、トランジスタ
Tr3は、表示素子14aの駆動を制御する機能を有する。トランジスタTr4は、表示
素子14bを選択する機能を有し、トランジスタTr5は、表示素子14bの駆動を制御
する機能を有する。トランジスタTr1、トランジスタTr2及びトランジスタTr4は
、同一表面上に形成され、トランジスタTr3及びトランジスタTr5は、トランジスタ
Tr1、トランジスタTr2及びトランジスタTr4より上方に形成される。また、トラ
ンジスタTr3は、トランジスタTr2が有するソース電極またはドレイン電極のいずれ
か一方をゲート電極として有する。トランジスタTr5は、トランジスタTr4が有する
ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する。
【0100】
なお、表示素子12は、第1の画素電極として機能する導電膜36を有する。また、ト
ランジスタTr1は、導電膜36と電気的に接続され、表示素子12を選択する機能を有
する。また、トランジスタTr3は、導電膜70aと電気的に接続され、表示素子14a
を選択する機能を有する。トランジスタTr5は、導電膜70bと電気的に接続され、表
示素子14bを選択する機能を有する。
【0101】
また、画素10は、容量素子16及び容量素子18を有する。容量素子16及び容量素
子18は、一対の電極を有し、一対の電極の一方は、容量電極として機能する導電膜42
を有し、一対の電極の他方は、導電膜36を有する。導電膜42は、トランジスタTr3
及びトランジスタTr5の下方に配置される。なお、導電膜42は、トランジスタTr3
、トランジスタTr5以外の下方に配置されてもよい。
【0102】
なお、容量素子16は、先に説明の容量素子Cs_E1乃至Cs_E8に相当する。容
量素子18は、先に説明の容量素子Cs_Lに相当する。容量素子Cs_E1乃至Cs_
E8と、容量素子18は、同じ材料及び同じ工程で作製できる。
【0103】
容量電極として機能する導電膜42を、トランジスタTr1乃至トランジスタTr5の
いずれか一以上の下方に配置することで、表示素子12の書き換えに伴うノイズ、別言す
ると液晶素子の画素の書き換えに伴うノイズを低減することができる。
【0104】
また、図5に示すように、トランジスタTr1と、トランジスタTr2及びトランジス
タTr4とは、同一表面上に形成され、トランジスタTr3及びトランジスタTr5が、
トランジスタTr1、トランジスタTr2及びトランジスタTr4よりも上方に形成され
ることで、回路面積を縮小させることができる。また、トランジスタTr3は、トランジ
スタTr2が有するソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有
する構成であり、またトランジスタTr5は、トランジスタTr4が有するソース電極ま
たはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する構成であるため、製造工程を
短縮することができる。
【0105】
また、図5に示すように、トランジスタTr1乃至トランジスタTr5は、それぞれ逆
スタガ型構造(ボトムゲート構造ともいう)のトランジスタであると好ましい。ボトムゲ
ート構造のトランジスタとすることで、比較的簡単なプロセスでトランジスタを作製する
ことができる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、トップゲート構造のトラ
ンジスタを用いてもよい。
【0106】
また、表示素子12は、入射する光を反射する機能を有する。なお、表示素子12は、
所謂液晶素子であり、一対の電極間に液晶層96を有する。当該一対の電極の一方は導電
膜36を有し、一対の電極の他方は導電膜92を有する。また、図5に示すように、表示
素子12は、液晶層96に接する配向膜94、配向膜98を有していてもよい。また、導
電膜36は、反射電極としての機能を有する。図5の破線の矢印のように外部から入射す
る光を導電膜36によって反射させることで、視認側に光を反射させることができる。
【0107】
表示素子14a及び表示素子14bは、光を発する機能を有する。なお、表示素子14
a及び表示素子14bは、所謂発光素子であり、それぞれ一対の電極間にEL層76を有
する。当該一対の電極の一方は導電膜70a及び導電膜70bを有し、一対の電極の他方
は導電膜78を有する。また、導電膜78は、反射電極としての機能を有する。図5の二
点鎖線の矢印のようにEL層76が発する光は、導電膜78によって反射され、導電膜7
0a及び導電膜70bを通過して液晶層96側に取り出される。また、表示素子14から
発せられる光は、導電膜36に設けられた開口部を通り基板90側に取り出される。なお
図5においては、当該開口部を表示領域14dとして明示している。
【0108】
表示素子14としては、FMM(Fine Metal Mask)を用いてR(Re
d)、G(Green)、B(Blue)等の光をそれぞれ発するEL層76が形成され
た発光素子とすればよい。ただし、表示素子14としては、これに限定されず、W(Wh
ite)の光を発する素子を設け、当該素子からの光が着色膜を透過することでR、G、
B等の光をそれぞれ発する構成としてもよい。
【0109】
上記構成の一例を図6に示す。図6は、図5に示す画素10の変形例の断面図である。
図6に示すように、表示素子14a及び表示素子14bからの光は、着色膜69を通過し
て外部に取り出される。また、図6に示すように着色膜69は、トランジスタTr3及び
トランジスタTr5の一部を覆う構成とすると好ましい。特に、トランジスタTr3及び
トランジスタTr5のチャネル形成領域を覆う構成とすることで、チャネル形成領域に入
り込む光の量を低減することができる。チャネル形成領域に入り込む光の量を低減するこ
とで、トランジスタTr3及びトランジスタTr5の耐光性を高めることが可能となる。
着色膜69は、トランジスタTr3、トランジスタTr5以外のトランジスタを覆う構成
としてもよい。
【0110】
<1-9.表示装置の作製方法>
次に、図2に示す表示装置500が有する画素10の作製方法について、図7乃至図2
4を用いて説明を行う。
【0111】
まず、基板30上に導電膜31、絶縁膜32、及び絶縁膜34を順に形成する。その後
、絶縁膜34上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜36を形成
する(図7(A)及び図13参照)。
【0112】
導電膜31は、第1の剥離層としての機能を有し、絶縁膜32及び絶縁膜34は、第2
の剥離層としての機能を有し、導電膜36は反射膜としての機能を有する。なお、導電膜
36を第1の画素電極と呼称する場合がある。当該第1の画素電極としては、銀及びアル
ミニウムのいずれか一方または双方を有すると好適である。第1の画素電極を銀及びアル
ミニウムを含む構成とすることで、反射率を高めることが可能となる。なお、第1の画素
電極が銀を含む構成とは、具体的には、銀と、パラジウムと、銅とを含む合金などが挙げ
られる。
【0113】
次に、絶縁膜34及び導電膜36上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工するこ
とで導電膜38を形成する。その後、導電膜36及び導電膜38上に絶縁膜40を形成す
る(図7(B)及び図14参照)。
【0114】
導電膜36は、表示素子12の一対の電極の一方の一部としての機能を有する。なお、導
電膜36は、以下の機能を有する。導電膜36は、表示素子12が有する液晶層96の配
向状態を制御する機能を有する。
【0115】
導電膜38は、導電膜36と電気的に接続する。導電膜38は、透光性を有する導電性材
料を用いて形成される。
【0116】
次に、絶縁膜40上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜42
を形成する。その後、導電膜42上に絶縁膜44を形成する。その後、絶縁膜40及び絶
縁膜44の所望の領域に第1の開口部45を形成する。なお、第1の開口部45は、導電
膜38の一部が露出するように形成される(図8(A)及び図15参照)。
【0117】
次に、絶縁膜44上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜46
a、導電膜46b、導電膜46c、導電膜46d、導電膜46e、及び導電膜46fを形
成する。その後、絶縁膜44、導電膜46a、導電膜46b、導電膜46c、導電膜46
d、導電膜46e、及び導電膜46f上に絶縁膜48を形成する。その後、絶縁膜48上
に酸化物半導体膜を成膜し、当該酸化物半導体膜を島状に加工することで、酸化物半導体
膜50a、酸化物半導体膜50b、及び酸化物半導体膜50cを形成する。その後、絶縁
膜48の所望の領域に第2の開口部51を形成する。なお、第2の開口部51は、第1の
開口部45と重なるように設けられ、導電膜46fの一部が露出するように形成される(
図8(B)及び図16参照)。
【0118】
また、導電膜42は、容量素子16の一対の電極の他方の電極としての機能を有する。
すなわち、容量素子16は、導電膜36と、導電膜38、絶縁膜40、及び導電膜42を
有し、導電膜36及び導電膜38が容量素子16の一対の電極の一方として機能し、導電
膜42が容量素子16の一対の電極の他方として機能し、絶縁膜40が容量素子16の誘
電体膜としての機能を有する。
【0119】
また、導電膜46aは、トランジスタTr1のゲート電極としての機能を有する。また
、導電膜46bは、トランジスタTr2のゲート電極としての機能を有する。また、導電
膜46dは、トランジスタTr4のゲート電極としての機能を有する。
【0120】
次に、絶縁膜48、酸化物半導体膜50a、酸化物半導体膜50b、及び第2の開口部
51上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜52a、導電膜52
b、導電膜52c、導電膜52d、導電膜52e、導電膜52f、導電膜52g、及び導
電膜52hを形成する(図9(A)及び図17参照)。
【0121】
導電膜52a及び導電膜52bは、トランジスタTr1のソース電極及びドレイン電極
としての機能を有する。導電膜52c及び導電膜52dは、トランジスタTr2のソース
電極及びドレイン電極としての機能を有する。導電膜52f及び導電膜52gは、トラン
ジスタTr4のソース電極及びドレイン電極としての機能を有する。
【0122】
また、導電膜52eは、トランジスタTr3のゲート電極としての機能を有する。導電膜
52hは、トランジスタTr5のゲート電極としての機能を有する。
【0123】
次に、絶縁膜48、酸化物半導体膜50a、50b、及び導電膜52a、52b、52
c、52d、52e上に絶縁膜54を形成する。その後、絶縁膜54上に酸化物半導体膜
を成膜し、当該酸化物半導体膜を加工することで島状の酸化物半導体膜56a及び酸化物
半導体膜56bを形成する。その後、絶縁膜54の所望の領域に第3の開口部55を形成
する。なお、第3の開口部55は、導電膜52の一部が露出するように形成される。その
後、第3の開口部55を覆うように、島状の酸化物半導体膜56a及び酸化物半導体膜5
6b上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜58a、導電膜5
8b、導電膜58c、及び導電膜58dを形成する(図9(B)及び図18参照)。
【0124】
導電膜58a及び導電膜58bは、トランジスタTr3のソース電極及びドレイン電極
としての機能を有する。導電膜58c及び導電膜58dは、トランジスタTr5のソース
電極及びドレイン電極としての機能を有する。
【0125】
次に、絶縁膜54、及び導電膜58a、58b上に絶縁膜62を形成する。その後、絶
縁膜62の所望の領域に導電膜58aに達する第4の開口部63a、導電膜58cに達す
る第5の開口部63b、及び導電膜58dに達する第6の開口部63cを形成する。なお
、第6の開口部63cは、第3の開口部55と重なるように設けられる。第4の開口部6
3a、第5の開口部63b、及び第6の開口部63cは、それぞれ導電膜58a、導電膜
58c及び導電膜58dの一部が露出するように形成される。その後、第4の開口部63
a、第5の開口部63b、及び第6の開口部63cを覆うように、絶縁膜62上に導電膜
を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜64a及び導電膜64bを形成する
図10(A)及び図19参照)。
【0126】
導電膜64aはトランジスタTr3のバックゲート電極としての機能を有する。導電膜
64aは、導電膜58aと電気的に接続される。また、導電膜64bはトランジスタTr
5のバックゲート電極としての機能を有する。導電膜64bは、導電膜58dと電気的に
接続される。この様な構成とすることで、トランジスタTr3のバックゲート電極は、ト
ランジスタTr3のソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に電気的に接続される
ことで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定することができる。トランジスタ
Tr5のバックゲート電極は、トランジスタTr5のフロントゲート電極に電気的に接続
することで、トランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。
【0127】
次に、絶縁膜62、及び導電膜64a及び導電膜64b上に開口部を有する絶縁膜68
を形成する。その後、絶縁膜68上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工すること
で、導電膜70a及び導電膜70bを形成する。その後、絶縁膜68、導電膜70a及び
導電膜70b上に開口部を有する絶縁膜72を形成する(図10(B)及び図20参照)
【0128】
絶縁膜68は、平坦化絶縁膜としての機能を有する。導電膜70aは、表示素子14a
の一対の電極の一方としての機能、及び第2の画素電極としての機能を有する。導電膜7
0bは、表示素子14bの一対の電極の一方としての機能、及び第2の画素電極としての
機能を有する。なお、導電膜70aは、導電膜58a及び導電膜64aと電気的に接続さ
れる。導電膜70bは、導電膜58d及び導電膜64bと電気的に接続される。なお、第
2の画素電極としての機能を有する導電膜70a及び導電膜70bは、インジウム、亜鉛
、錫、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好適である。例
えば、導電膜70a及び導電膜70bとしては、インジウムと、錫と、シリコンとを有す
る導電膜を用いることができる。なお、図10(B)において、導電膜70a及び導電膜
70bの下側の構成を明示するために、導電膜70a及び導電膜70bのハッチングを透
過して図示している。
【0129】
次に、絶縁膜72上にEL層76及び導電膜78を形成する(図11(A)及び図21
参照)。なお、図11(A)において、導電膜70a及び導電膜70bの下側の構成を明
示するために、導電膜70a、導電膜70b、EL層76及び導電膜78のハッチングを
透過して図示している。
【0130】
なお、絶縁膜72と、EL層76との間に島状の構造体を設けてもよい。当該構造体は
、表示素子14と基板80との間隔を制御する機能を有する。また、EL層76は、発光
する機能を有する。また、導電膜78は、表示素子14の一対の電極の他方としての機能
を有する。
【0131】
次に、導電膜78上に封止材82を塗布し、トランジスタ、表示素子等が形成された基
板30と、基板80とを貼り合わせる(図11(B)及び図22参照)。なお、図11
B)において、導電膜70a及び導電膜70bの下側の構成を明示するために、導電膜7
0a、導電膜70b、EL層76、導電膜78及び封止材82のハッチングを透過して図
示している。
【0132】
次に、基板30と、基板80とを分離する。本実施の形態においては、基板30と、基
板80とは、導電膜31と絶縁膜32との界面近傍で分離される(図12(A)及び図2
3参照)。なお、図12(A)において、導電膜70a及び導電膜70bの下側の構成を
明示するために、導電膜70a、導電膜70b、EL層76、導電膜78及び封止材82
のハッチングを透過して図示している。
【0133】
導電膜31の界面から素子を分離する際に、導電膜31と、絶縁膜32との界面に極性
溶媒(代表的には水)または非極性溶媒等を添加すると好ましい。例えば、導電膜31の
界面から素子を分離する際に、水を用いることで、剥離帯電に伴うダメージを軽減できる
ため好適である。
【0134】
導電膜31としては、例えば、以下の材料を用いることができる。導電膜31としては
、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジ
ウム、オスミウム、イリジウム、ガリウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む
合金材料、または該元素を含む化合物材料を含み、単層または積層された構造を用いるこ
とができる。また、シリコンを含む層の場合、該シリコンを含む層の結晶構造としては、
非晶質、微結晶、多結晶、単結晶のいずれでもよい。
【0135】
導電膜31として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造
を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁層
を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸化物を含む層
が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理
、酸素プラズマ処理、一酸化二窒素(NO)プラズマ処理、またはオゾン水等の酸化力
の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプ
ラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、一酸化二窒素単独、あるいは当該ガスとその他の
ガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、導電膜
31の表面状態を変えることにより、導電膜31と後に形成される絶縁膜32との密着性
を制御することが可能である。
【0136】
なお、本実施の形態においては、導電膜31を設ける構成について例示したが、これに
限定されない。例えば、導電膜31を設けない構成としてもよい。この場合、導電膜31
が形成される位置に、有機樹脂膜を形成すればよい。当該有機樹脂膜としては、例えば、
ポリイミド系樹脂膜、ポリアミド系樹脂膜、アクリル系樹脂膜、エポキシ系樹脂膜、また
はフェノール系樹脂膜等が挙げられる。なお、ポリイミド系の樹脂膜を用いる場合、感光
性及び熱硬化性の有機樹脂材料を用いると好適である。感光性及び熱硬化性の有機樹脂材
料を用いることで、当該有機樹脂材料に形状等を付与することが可能となる。
【0137】
また、導電膜31の代わりに上記有機樹脂膜を用いる場合、基板30上に形成される素
子の分離方法としては、基板30の下方側から、レーザ光(例えば、波長308nmのエ
キシマレーザ、YAGレーザの第三高調波である波長355nmのUVレーザなど)を照
射することで、上記有機樹脂膜が脆弱化し、基板30と有機樹脂膜との界面、有機樹脂膜
の内部、または有機樹脂膜と絶縁膜32との界面で分離することができる。
【0138】
上記レーザ光を照射する場合、レーザ光の照射エネルギー密度を調整することで、基板
30と絶縁膜32との間に、密着性が高い領域と、密着性が弱い領域とを作り分けてから
剥離してもよい。また、上記レーザ光としては、線状のレーザを用いてもよい。
【0139】
次に、基板80の下方に形成された絶縁膜32及び絶縁膜34を除去し、導電膜36及
び導電膜38の裏面を露出させる(図12(B)及び図24参照)。なお、図12(B)
において、導電膜70a及び導電膜70bの下側の構成を明示するために、導電膜70a
、導電膜70b、EL層76、導電膜78及び封止材82のハッチングを透過して図示し
ている。
【0140】
絶縁膜32及び絶縁膜34の除去方法としては、ドライエッチング法及びウエットエッ
チング法のいずれか一方または双方を用いることができる。
【0141】
次に、導電膜36及び導電膜38に接して配向膜98を形成する。その後、導電膜92
及び配向膜94が形成された基板90を準備し、基板80の配向膜98が形成された側と
、基板90の配向膜94が形成された側との間に液晶層96を充填することで、図4及び
図5に示す画素10を有する表示装置500を作製することができる。
【0142】
<1-10.表示装置の構成要素>
次に、図1乃至図24に例示した表示装置500及び表示装置500の作製方法に記載
の各構成要素について、以下説明を行う。
【0143】
[基板]
基板30、80、90として、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材
料を用いることができる。
【0144】
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、アルカリガラス、クリスタルガラ
ス、石英またはサファイア等を用いることができる。また、無機絶縁膜を用いてもよい。
当該無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン
膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。
【0145】
また、上記無アルカリガラスとしては、例えば、0.2mm以上0.7mm以下の厚さ
とすればよい。または、無アルカリガラスを研磨することで、上記の厚さとしてもよい。
【0146】
また、無アルカリガラスとして、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代
(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代
(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の面積
が大きなガラス基板を用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製すること
ができる。
【0147】
また、基板30、80、90として、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基
板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を用
いてもよい。
【0148】
また、基板30、80、90として、金属等の無機材料を用いてもよい。金属等の無機
材料としては、ステンレススチールまたはアルミニウム等が挙げられる。
【0149】
また、基板30、80、90として、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機
材料を用いてもよい。当該樹脂フィルムとしては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ
アミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタ
レート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、またはシロキサン結合を有する
樹脂等が挙げられる。
【0150】
また、基板30、80、90として、無機材料と有機材料とを組み合わせた複合材料を
用いてもよい。当該複合材料としては、金属板または薄板状のガラス板と、樹脂フィルム
とを貼り合わせた材料、繊維状の金属、粒子状の金属、繊維状のガラス、または粒子状の
ガラスを樹脂フィルムに分散した材料、もしくは繊維状の樹脂、粒子状の樹脂を無機材料
に分散した材料等が挙げられる。
【0151】
また、基板30、80、90としては、少なくとも上または下に形成される膜または層
を支持できるものであればよく、絶縁膜、半導体膜、導電膜のいずれか一つまたは複数で
あってもよい。
【0152】
[導電膜]
導電膜31、36、38、42、46a、46b、46c、52a、52b、52c、
52d、52e、58a、58b、64a、64b、70a、70b、78、92として
は、導電性を有する金属膜、可視光を反射する機能を有する導電膜、または可視光を透過
する機能を有する導電膜を用いればよい。
【0153】
導電性を有する金属膜として、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、
チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガ
ンから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。または、上述した金属元素を
含む合金を用いてもよい。
【0154】
上述の導電性を有する金属膜として、具体的には、チタン膜上に銅膜を積層する二層構
造、窒化チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜上に銅膜を積層する二層
構造、チタン膜上に銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を用い
ればよい。特に、銅元素を含む導電膜を用いることで、抵抗を低くすることが出来るため
好適である。また、銅元素を含む導電膜としては、または、銅とマンガンとを含む合金膜
が挙げられる。当該合金膜は、ウエットエッチング法を用いて加工できるため好適である
【0155】
また、上述の導電性を有する金属膜として、導電性高分子または導電性ポリマーを用い
てもよい。
【0156】
また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜としては、金、銀、銅、またはパラ
ジウムから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。特に、銀元素を含む導電
膜を用いることで、可視光における反射率を高めることができるため好適である。
【0157】
また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、インジウム、錫、亜鉛、
ガリウム、またはシリコンから選ばれた元素を含む材料を用いることができる。具体的に
は、In酸化物、Zn酸化物、In-Sn酸化物(ITOともいう)、In-Sn-Si
酸化物(ITSOともいう)、In-Zn酸化物、In-Ga-Zn酸化物等が挙げられ
る。
【0158】
また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、グラフェンまたはグラフ
ァイトを含む膜を用いてもよい。グラフェンを含む膜としては、酸化グラフェンを含む膜
を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成す
ることができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等が挙げ
られる。
【0159】
また、導電膜31、36、38、42、46a、46b、46c、52a、52b、5
2c、52d、52e、58a、58b、64a、64b、70a、70b、78、92
を、無電解めっき法により形成することができる。当該無電解めっき法により形成できる
材料としては、例えば、Cu、Ni、Al、Au、Sn、Co、Ag、及びPdの中から
選ばれるいずれか一つまたは複数を用いることが可能である。特に、CuまたはAgを用
いると、導電膜の抵抗を低くすることができるため、好適である。
【0160】
また、無電解めっき法により導電膜を形成した場合、当該導電膜の構成元素が外部に拡
散しないように、当該導電膜の下に、拡散防止膜を形成してもよい。また、当該拡散防止
膜と、当該導電膜との間に、導電膜を成長させることが出来るシード膜を形成してもよい
。上記拡散防止膜としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
また、当該拡散防止膜としては、例えば、窒化タンタル膜または窒化チタン膜を用いるこ
とができる。また、上記シード膜としては、無電解めっき法により形成することができる
。また、当該シード膜としては、無電解めっき法により形成することができる導電膜の材
料と同様の材料を用いることができる。
【0161】
また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜と、可視光を透過する機能を有する
導電膜とを組み合わせて、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜として
もよい。例えば、表示素子14が有する一対の電極の一方を可視光を反射する機能を有す
る導電膜とし、他方を可視光を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜とする構成
が挙げられる。当該構成とすることで、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共
振器(マイクロキャビティ)構造となるため、特定波長における光強度を増加させること
ができる。
【0162】
なお、表示素子14が有する一対の電極の他方(例えば導電膜70a、導電膜70b)
をIn-Sn-Si酸化物と、銀を含む合金との積層構造とすることができる。当該銀を
含む合金としては、可視光を透過させるために、薄膜(例えば、50nm以下、さらに好
ましくは30nm以下)とすればよい。
【0163】
[絶縁膜]
絶縁膜32、34、40、44、48、54、62、68、72としては、絶縁性の無
機材料、絶縁性の有機材料、または絶縁性の無機材料と絶縁性の有機材料とを含む絶縁性
の複合材料を用いることができる。
【0164】
上述の絶縁性の無機材料としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。また、上述の無機材料
を複数積層してもよい。
【0165】
また、上述の絶縁性の有機材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポ
リアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ア
クリル系樹脂、エポキシ系樹脂、もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料が挙げ
られる。また、上述の絶縁性の有機材料としては、感光性を有する材料を用いてもよい。
【0166】
[酸化物半導体膜]
酸化物半導体膜50a、50b、56a、56bは、In-M-Zn酸化物(MはAl
、Ga、Y、またはSn)等の酸化物で形成される。また、酸化物半導体膜50a、50
b、56a、56bとして、In-Ga酸化物、In-Zn酸化物を用いてもよい。なお
、酸化物半導体膜50a、50b、56a、56bに用いることのできる酸化物半導体膜
については、実施の形態3にて詳細に説明を行う。
【0167】
[液晶層]
液晶層96としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型
液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等が挙げられる。または、コレステリック相、スメ
クチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いて
もよい。または、ブルー相を示す液晶材料を用いてもよい。
【0168】
また、液晶層96の駆動方法としては、IPS(In-Plane-Switchin
g)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe
Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetri
c aligned Micro-cell)モード、OCB(Optically C
ompensated Birefringence)モード、FLC(Ferroel
ectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerro
electric Liquid Crystal)モードなどが挙げられる。また、垂
直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi-Domain Vertic
al Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical
Alignment)モード、ECB(Electrically Controlle
d Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwh
eel Alignment)モード、ASV(Advanced Super-Vie
w)モードなどの駆動方法を用いてもよい。
【0169】
[EL層]
EL層76としては、少なくとも発光材料を有する。当該発光材料としては、有機化合
物、または量子ドットなどの無機化合物が挙げられる。本明細書では、当該発光材料を含
む層を発光層ともいう。
【0170】
上述の有機化合物、及び無機化合物としては、例えば、蒸着法(真空蒸着法を含む)、
インクジェット法、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。
【0171】
有機化合物に用いることのできる材料としては、蛍光材料または燐光材料が挙げられる
。寿命の観点からは、蛍光材料を用いればよく、効率の観点からは燐光材料を用いればよ
い。または、蛍光材料及び燐光材料の双方を有する構成としてもよい。
【0172】
また、量子ドットは、数nmサイズの半導体ナノ結晶であり、1×10個から1×1
個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフト
するため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異
なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整すること
ができる。
【0173】
また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得る
ことができる。さらに、量子ドットの理論的な内部量子効率はほぼ100%であると言わ
れており、蛍光発光を呈する有機化合物の25%を大きく上回り、燐光発光を呈する有機
化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによ
って発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドット
はその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得るこ
とができる。
【0174】
量子ドットを構成する材料としては、周期表第14族元素、周期表第15族元素、周期
表第16族元素、複数の周期表第14族元素からなる化合物、周期表第4族から周期表第
14族に属する元素と周期表第16族元素との化合物、周期表第2族元素と周期表第16
族元素との化合物、周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物、周期表第13
族元素と周期表第17族元素との化合物、周期表第14族元素と周期表第15族元素との
化合物、周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類
、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
【0175】
具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜
鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化
インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化
ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化
アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化
インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレ
ン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、
硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウ
ム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素
、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バ
リウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、
セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、
硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫
、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸
化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モ
リブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレン
と亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと
硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化
合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅
とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これら
に限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ド
ットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の
含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有
効な手段の一つである。
【0176】
量子ドットの構造としては、コア型、コア-シェル型、コア-マルチシェル型などがあ
り、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機
材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボン
ドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコ
ア-シェル型やコア-マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材
料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
【0177】
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりや
すい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられてい
ることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって
、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的
安定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホス
フィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等の
トリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn-オクチルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンn-ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル類、トリ(n-ヘキシル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン、トリ(n-デシル
)アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィン
オキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデ
シルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、
ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物
、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミ
ン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィ
ド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジア
ルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エ
ステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイ
ミン類等が挙げられる。
【0178】
量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波
長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、
量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドット
のサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領
域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ(直径)は0
.5nm乃至20nm、好ましくは1nm乃至10nmの範囲のものが通常良く用いられ
る。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色
純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状
、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッ
ドはc軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用
いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
【0179】
また、EL素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光効
率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギー又は三重項励起エネル
ギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては
、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホス
ト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドッ
トのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観
点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合に
は、量子ドットはコア-シェル構造(コア-マルチシェル構造を含む)であることが好ま
しい。
【0180】
[配向膜]
配向膜94、98としては、ポリイミド樹脂等を含む材料を用いることができる。例え
ば、ポリイミド樹脂等を含む材料が、所定の方向に配向するようにラビング処理または光
配向処理を行えばよい。
【0181】
[着色膜]
着色膜69は、所謂カラーフィルタとしての機能を有する。着色膜69としては、所定
の色の光を透過する材料(例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、
赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料など)
を用いればよい。
【0182】
[構造体]
構造体としては、有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料との複合材料を含む
絶縁性材料を用いることができる。当該絶縁性材料としては、絶縁膜32、34、40、
44、48、54、62、68、72に列挙した材料を用いることができる。
【0183】
[封止材]
封止材82としては、無機材料、有機材料、または無機材料と有機材料との複合材料等
を用いることができる。上述の有機材料としては、例えば、熱溶融性の樹脂または熱硬化
性の樹脂を含む有機材料が挙げられる。また、封止材82としては、樹脂材料を含む接着
剤(反応硬化型の接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等)を用いて
もよい。また、上述の樹脂材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン
系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、イミド系樹脂、PVC(ポリビニルクロ
ライド)系樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)系樹脂、EVA(エチレンビニルアセテ
ート)系樹脂等が挙げられる。
【0184】
また、図1乃至図24には明示しないが、表示装置500は、下記の構成要素を有して
いてもよい。
【0185】
[機能膜]
表示装置500は、基板80及び基板90のいずれか一方または双方に接して機能膜を
有していてもよい。当該機能膜としては、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止フ
ィルムまたは集光フィルム等を用いることができる。また、機能膜として、ゴミの付着を
抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制す
るハードコート膜等を用いることができる。
【0186】
[遮光膜]
表示装置500は、隣接する画素間に光の透過を抑制する遮光膜を有していてもよい。
当該遮光膜の材料としては、金属材料、または黒色顔料を含んだ有機樹脂材料等が挙げら
れる。
【0187】
このように、本発明の一態様の表示装置においては、第1の表示素子乃至第3の表示素
子を、異なるトランジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表
示品位の高い表示装置を提供することができる。
【0188】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【0189】
(実施の形態2)
本実施の形態においては、本発明の一態様の表示装置に入力装置を取り付ける構成につ
いて、図25乃至図28を用いて説明を行う。
【0190】
<2-1.入力装置に関する説明>
なお、本実施の形態において、表示装置500と、入力装置とを合わせたタッチパネル
2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合に
ついて説明する。
【0191】
図25(A)及び図25(B)は、タッチパネル2000の斜視図である。なお、図2
5(A)及び図25(B)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構
成要素を示す。
【0192】
タッチパネル2000は、表示装置500とタッチセンサ2595とを有する(図25
(A)及び図25(B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板80、基板90、
及び基板2590を有する。
【0193】
表示装置500は、基板80上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる
複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板80の外周部にまで引き回さ
れ、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509(1)と電
気的に接続する。
【0194】
基板2590は、タッチセンサ2595と、タッチセンサ2595と電気的に接続する
複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はFPC2509(2)と電気的に接
続される。なお、図25(B)では明瞭化のため、基板2590の裏面側(基板80と対
向する面側)に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している。
【0195】
タッチセンサ2595として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
【0196】
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式な
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。なお、図2
5(B)に示すタッチセンサ2595は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した
構成である。
【0197】
また、タッチセンサ2595には、指等の検知対象の近接または接触を検知することが
できる、様々なセンサを適用することができる。
【0198】
投影型静電容量方式のタッチセンサ2595は、電極2591と電極2592とを有す
る。電極2591は、複数の配線2598のいずれかと電気的に接続され、電極2592
は複数の配線2598の他のいずれかと電気的に接続する。
【0199】
電極2592は、図25(A)及び図25(B)に示すように、一方向に繰り返し配置
された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
【0200】
電極2591は四辺形であり、電極2592が延在する方向と交差する方向に繰り返し
配置されている。
【0201】
配線2594は、電極2592を挟む二つの電極2591と電気的に接続する。このと
き、電極2592と配線2594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
【0202】
なお、電極2591及び電極2592の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りう
る。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極2592を、電極2591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
【0203】
なお、電極2591、電極2592、配線2598などの導電膜、つまり、タッチパネ
ルを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、酸化インジウム、酸化錫、酸
化亜鉛等を有する透明導電膜(例えば、ITOなど)が挙げられる。また、タッチパネル
を構成する配線や電極に用いることのできる材料として、例えば、抵抗値が低い方が好ま
しい。一例として、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェン、ハロゲ
ン化金属(ハロゲン化銀など)などを用いてもよい。さらに、非常に細くした(例えば、
直径が数ナノメール)複数の導電体を用いて構成されるような金属ナノワイヤを用いても
よい。または、導電体を網目状にした金属メッシュを用いてもよい。一例としては、Ag
ナノワイヤ、Cuナノワイヤ、Alナノワイヤ、Agメッシュ、Cuメッシュ、Alメッ
シュなどを用いてもよい。例えば、タッチパネルを構成する配線や電極にAgナノワイヤ
を用いる場合、可視光において透過率を89%以上、シート抵抗値を40Ω/□以上10
0Ω/□以下とすることができる。また、上述したタッチパネルを構成する配線や電極に
用いることのできる材料の一例である、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノチ
ューブ、グラフェンなどは、可視光において透過率が高いため、表示素子に用いる電極(
例えば、画素電極または共通電極など)として用いてもよい。
【0204】
<2-2.タッチセンサに関する説明>
次に、図26を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図26は、図
25(B)に示す一点鎖線X1-X2間の断面図に相当する。
【0205】
タッチセンサ2595は、基板2590上に千鳥状に配置された電極2591及び電極
2592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極25
91を電気的に接続する配線2594とを有する。
【0206】
電極2591及び電極2592は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化
グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加え
る方法等を挙げることができる。
【0207】
例えば、透光性を有する導電性材料を基板2590上にスパッタリング法により成膜し
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して
、電極2591及び電極2592を形成することができる。
【0208】
また、絶縁層2593に用いる材料としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、またはシロキサン結合を有する樹脂材料、あるいは酸化シリコン、酸化窒化シリコン
、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。
【0209】
また、電極2591に達する開口が絶縁層2593に設けられ、配線2594が隣接す
る電極2591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高
めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極2591
及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に好
適に用いることができる。
【0210】
電極2592は、一方向に延在し、複数の電極2592がストライプ状に設けられてい
る。また、配線2594は電極2592と交差して設けられている。
【0211】
一対の電極2591が1つの電極2592を挟んで設けられる。また、配線2594は
一対の電極2591を電気的に接続している。
【0212】
なお、複数の電極2591は、1つの電極2592と必ずしも直交する方向に配置され
る必要はなく、0度を超えて90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
【0213】
また、配線2598は、電極2591または電極2592と電気的に接続される。また
、配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
【0214】
なお、絶縁層2593及び配線2594を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ2595
を保護してもよい。
【0215】
また、接続層2599は、配線2598とFPC2509(2)を電気的に接続させる
【0216】
接続層2599としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic C
onductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotrop
ic Conductive Paste)などを用いることができる。
【0217】
<2-3.タッチパネルに関する説明>
次に、図27を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図27は、図
25(A)に示す一点鎖線X3-X4間の断面図に相当する。
【0218】
図27に示すタッチパネル2000は、図4及び図5で説明した画素10を有する表示
装置500と、図26で説明したタッチセンサ2595と、を貼り合わせた構成である。
【0219】
また、図27に示すタッチパネル2000は、図4及び図5で説明した画素10を有す
る表示装置500及び図26で説明したタッチセンサ2595の他に、接着層2597と
、反射防止層2569と、を有する。
【0220】
接着層2597は、配線2594と接して設けられる。なお、接着層2597は、タッ
チセンサ2595が表示装置500に重なるように、基板2590を基板90に貼り合わ
せている。また、接着層2597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層2597
としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリ
ル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることがで
きる。
【0221】
反射防止層2569は、画素10に重なる位置に設けられる。反射防止層2569とし
て、例えば円偏光板を用いることができる。
【0222】
また、タッチパネル2000は、所謂アウトセル型のタッチパネルである。ただし、本
発明の一態様は、上記構成に限定されず、インセル型のタッチパネル、またはオンセル型
のタッチパネルとしてもよい。
【0223】
<2-4.タッチパネルの駆動方法に関する説明>
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図28を用いて説明を行う。
【0224】
図28(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図28
A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、図
28(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1-X6として、電流の変化
を検知する電極2622をY1-Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。また
図28(A)は、電極2621と、電極2622とが重畳することで形成される容量2
603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換え
てもよい。
【0225】
パルス電圧出力回路2601は、X1-X6の配線に順にパルス電圧を印加するための
回路である。X1-X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成す
る電極2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等
により容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、ま
たは接触を検出することができる。
【0226】
電流検出回路2602は、容量2603での相互容量の変化による、Y1-Y6の配線
での電流の変化を検出するための回路である。Y1-Y6の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
【0227】
次に、図28(B)には、図28(A)で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入
出力波形のタイミングチャートを示す。図28(B)では、1フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行うものとする。また図28(B)では、被検知体を検出しない場合(
非タッチ)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。な
おY1-Y6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示して
いる。
【0228】
X1-X6の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってY1-
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1-X6
の配線の電圧の変化に応じてY1-Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
【0229】
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。
【0230】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【0231】
(実施の形態3)
本実施の形態においては、本発明の一態様で開示されるトランジスタの酸化物半導体膜
に用いることができる金属酸化物(metal oxide)について説明を行う。
【0232】
<3-1.金属酸化物>
【0233】
本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い表現での金属
の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む
)、酸化物半導体(Oxide Semiconductorまたは単にOSともいう)
などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属
酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用
、及びスイッチング作用の少なくとも1つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物
半導体(metal oxide semiconductor)、略してOSと呼ぶこ
とができる。また、OS FETと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半
導体を有するトランジスタと換言することができる。
【0234】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物(metal ox
ide)と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物(me
tal oxynitride)と呼称してもよい。
【0235】
また、本明細書等において、CAAC(c-axis aligned crysta
l)、及びCAC(Cloud-Aligned Composite)と記載する場合
がある。なお、CAACは結晶構造の一例を表し、CACは機能、または材料の構成の一
例を表す。
【0236】
また、本明細書等において、CAC-OSまたはCAC-metal oxideとは
、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体で
は半導体としての機能を有する。なお、CAC-OSまたはCAC-metal oxi
deを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(ま
たはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能で
ある。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッ
チングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC-OSまたはCAC-metal
oxideに付与することができる。CAC-OSまたはCAC-metal oxi
deにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることが
できる。
【0237】
また、本明細書等において、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、
導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁
性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性
領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域
とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウ
ド状に連結して観察される場合がある。
【0238】
また、CAC-OSまたはCAC-metal oxideにおいて、導電性領域と、
絶縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3n
m以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【0239】
また、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、異なるバンドギャップ
を有する成分により構成される。例えば、CAC-OSまたはCAC-metal ox
ideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因する
ナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際
に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャッ
プを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有
する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記
CAC-OSまたはCAC-metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域
に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流
、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【0240】
すなわち、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、マトリックス複合
材(matrix composite)、または金属マトリックス複合材(metal
matrix composite)と呼称することもできる。
【0241】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【0242】
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図29乃至図31を用いて説明を行う。
【0243】
<4-1.表示モジュール>
図29に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003が接続されたタッチパネル8004、FPC8005が接続され
た表示パネル8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を
有する。
【0244】
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル8006に用いることができる。
【0245】
上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチパネル8004及び表示パネル
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【0246】
タッチパネル8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
【0247】
フレーム8009は、表示パネル8006の保護機能の他、プリント基板8010の動
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【0248】
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【0249】
また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
【0250】
<4-2.電子機器>
図30(A)乃至図30(E)、及び図31(A)乃至図31(E)は、電子機器を示
す図である。これらの電子機器は、筐体9000、表示部9001、カメラ9002、ス
ピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端
子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、
光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、
流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォ
ン9008等を有する。
【0251】
図30(A)乃至図30(E)、及び図31(A)乃至図31(E)に示す電子機器は
、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像
など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを
表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通
信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通
信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプ
ログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。な
お、図30(A)乃至図30(E)、及び図31(A)乃至図31(E)に示す電子機器
が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
【0252】
図30(A)乃至図30(E)、及び図31(A)乃至図31(E)に示す電子機器の
詳細について、以下説明を行う。
【0253】
図30(A)は、テレビジョン装置9100を示す斜視図である。テレビジョン装置9
100は、大画面、例えば、50インチ以上、80インチ以上、または100インチ以上
の表示部9001を組み込むことが可能である。
【0254】
図30(B)は携帯情報端末9101を、図30(C)は携帯情報端末9102を、図
30(D)は携帯情報端末9103を、図30(E)は携帯情報端末9104を、それぞ
れ示す斜視図である。
【0255】
図30(B)に示す携帯情報端末9101は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等
から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いるこ
とができる。なお、図示していないが、携帯情報端末9101には、スピーカ9003、
接続端子9006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9101は、
文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、3つの操作ボタン90
50(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部9001の一の面に表示する
ことができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面(例えば
、側面)に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メールやS
NS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示、電
子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バッテ
リの残量、受信信号の強度などがある。または、情報9051が表示されている位置に、
情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示してもよい。また、携帯情報端
末9101が有する表示部9001は、一部に曲面を有する。
【0256】
図30(C)に示す携帯情報端末9102は、表示部9001の3面以上に情報を表示
する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異
なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸
ポケットに携帯情報端末9102を収納した状態で、その表示(ここでは情報9053)
を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、
携帯情報端末9102の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末9
102をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断でき
る。また、携帯情報端末9102が有する表示部9001は、一部に曲面を有する。
【0257】
図30(D)に示す携帯情報端末9103は、先に示す携帯情報端末9101、910
2と異なり、表示部9001が曲面を有さない構成である。
【0258】
また、図30(E)に示す携帯情報端末9104は、表示部9001が湾曲している。
また、図30(E)に図示するように、携帯情報端末9104にカメラ9002を設け、
静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメ
ラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部9001に表示する機能等を有すると
好ましい。
【0259】
図31(A)は腕時計型の携帯情報端末9200を、図31(B)は腕時計型の携帯情
報端末9201を、それぞれ示す斜視図である。
【0260】
図31(A)に示す携帯情報端末9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作
成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーション
を実行することができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲
した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格
された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセット
と相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端
末9200は、接続端子9006を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データ
のやりとりを行うことができる。また接続端子9006を介して充電を行うこともできる
。なお、充電動作は接続端子9006を介さずに無線給電により行ってもよい。
【0261】
また、図31(B)に示す携帯情報端末9201は、図31(A)に示す携帯情報端末
9200と異なり、表示部9001の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末92
01の表示部の外形が非矩形状(図31(B)においては円形状)である。
【0262】
図31(C)乃至図31(E)は、折り畳み可能な携帯情報端末9202を示す斜視図
である。なお、図31(C)が携帯情報端末9202を展開した状態の斜視図であり、図
31(D)が携帯情報端末9202を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方
に変化する途中の状態の斜視図であり、図31(E)が携帯情報端末9202を折り畳ん
だ状態の斜視図である。
【0263】
携帯情報端末9202は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ
目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9202が有する表示
部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている
。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることにより、携帯情報端末
9202を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例え
ば、携帯情報端末9202は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができる
【0264】
なお、本発明の一態様である表示装置は、表示部9001に好適に用いることができる
【0265】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の半導体装置は、表示部を有さない電子機
器にも適用することができる。
【0266】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【符号の説明】
【0267】
ANODE 配線
CATHODE 配線
CSCOM 配線
Cs_E1 容量素子
Cs_E2 容量素子
Cs_E3 容量素子
Cs_E4 容量素子
Cs_E5 容量素子
Cs_E6 容量素子
Cs_E7 容量素子
Cs_E8 容量素子
Cs_L 容量素子
GL_E1 走査線
GL_E2 走査線
GL_L 走査線
MA1 トランジスタ
MA2 トランジスタ
MA3 トランジスタ
MA4 トランジスタ
MA5 トランジスタ
MB1 トランジスタ
MB2 トランジスタ
MB3 トランジスタ
MB4 トランジスタ
SL_E1 信号線
SL_E2 信号線
SL_L 信号線
TCOM 配線
Tr1 トランジスタ
Tr2 トランジスタ
Tr3 トランジスタ
Tr4 トランジスタ
Tr5 トランジスタ
10 画素
12 表示素子
12d 表示領域
14 表示素子
14a 表示素子
14b 表示素子
14B 表示素子
14Bd 表示領域
14d 表示領域
14G 表示素子
14Gd 表示領域
14R 表示素子
14Rd 表示領域
14W 表示素子
14Wd 表示領域
16 容量素子
18 容量素子
30 基板
31 導電膜
32 絶縁膜
34 絶縁膜
36 導電膜
38 導電膜
40 絶縁膜
42 導電膜
44 絶縁膜
45 開口部
46a 導電膜
46b 導電膜
46c 導電膜
46d 導電膜
46e 導電膜
46f 導電膜
48 絶縁膜
50a 酸化物半導体膜
50b 酸化物半導体膜
50c 酸化物半導体膜
51 開口部
52a 導電膜
52b 導電膜
52c 導電膜
52d 導電膜
52e 導電膜
52f 導電膜
52g 導電膜
52h 導電膜
54 絶縁膜
55 開口部
56a 酸化物半導体膜
56b 酸化物半導体膜
58a 導電膜
58b 導電膜
58c 導電膜
58d 導電膜
62 絶縁膜
63a 開口部
63b 開口部
63c 開口部
64a 導電膜
64b 導電膜
68 絶縁膜
69 着色膜
70a 導電膜
70b 導電膜
72 絶縁膜
76 EL層
78 導電膜
80 基板
82 封止材
90 基板
92 導電膜
94 配向膜
96 液晶層
98 配向膜
500 表示装置
502 画素部
504a ゲートドライバ回路部
504b ゲートドライバ回路部
506 ソースドライバ回路部
508 外部回路
2000 タッチパネル
2509 FPC
2511 配線
2519 端子
2569 反射防止層
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2621 電極
2622 電極
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
9000 筐体
9001 表示部
9002 カメラ
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 テレビジョン装置
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9103 携帯情報端末
9104 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9202 携帯情報端末
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31